EMERGENCY WATER SUPPLY OF RZESZOW
KRYZYSOWE ZAOPATRZENIE RZESZOWA W WODĘ
Janusz R. Rak, Izabela Piegdoń, Karolina Homa
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza
e-mail: rakjan@prz.edu.pl, piegi@prz.edu.pl
Abstract: In this study the methodology of balancing water needs in a crisis
situation was presented. The example was done for city of Rzeszow. The municipal infrastructure: water supply system, sewage system, gas network, heating and energy systems was shortly characterized. The research undertaken in this study was related to Systemic Crisis Management and protection of the inhabitants of the city. The balance of emergency water supply Rzeszow in drinking water for the 29 neighborhoods of the city was shown.
Keywords: collective water supply system, consumer risk, failure
Streszczenie: W pracy przedstawiono metodykę bilansowania zapotrzebowania na
wodę w sytuacji kryzysowej, na przykładzie miasta Rzeszowa. Scharakteryzowano infrastrukturę komunalną miasta: sieć wodociągową, sieć kanalizacyjną, sieć gazową, ciepłowniczą oraz energetyczną. Problem badawczy podejmowany w pracy odniesiono do Systemowego Zarządzania Kryzysowego i ochrony mieszkańców miasta. Pokazano sposób bilansowania awaryjnego zaopatrzenia Rzeszowa w wodę do spożycia dla 29 osiedli Rzeszowa.
1. Wstęp
Rzeszów jest stolicą województwa podkarpackiego. To największy ośrodek przemysłowy, handlowo-usługowy, akademicki i kulturalny w Polsce Południowo-Wschodniej. Jego powierzchnia wynosi 116,32 km2, z czego tereny rolne zajmują 73,52 km2, tereny zurbanizowane - 36,92 km2, tereny leśne - 4,59 km2 oraz nieużytki 0,22 km2. Aglomerację, podzielona na 29 osiedli, zamieszkuje obecnie, zgodnie z wykazem Wydziału Spraw Obywatelskich Urzędu Miasta Rzeszowa, 180 723 (dane z 15.03.2012 r.). Na rys. 1 pokazano plan miasta w ujęciu osiedlowym. 1 Śródmieście Pn. 2 Śródmieście Pd. 3 Pułaskiego 4 Gen. Roweckiego 5 Piastów 6 Dąbrowskiego 7 Staroniwa 8 Kmity 9 Gen. Andersa 10 Staromieście 11 Baranówka 12 Pobitno 13 Mieszka I 14 Załęże 15 Wilkowyja 16 Słocina 17 Zalesie 18 Przybyszówka 19 Drabinianka 20 Paderewskiego 21 Nowe Miasto 22 Biała 23 Budziwoj 24 Zwięczyca 25 Kotuli 26 Krakowska Pd. 27 Króla Augusta 28 1000 – lecia 29 Miłocin Rys.1. Osiedla Rzeszowa i granice miasta
Przez Rzeszów przepływa rzeka Wisłok, która jest głównym źródłem zaopatrzenia mieszkańców miasta w wodę do spożycia. Średni niski przepływ w rzece mierzony SNQ na wysokości stopnia wodnego w Rzeszowie, wynosi 2,6 m3
/s [1]. Ujmowana przy pomocy ujęcia powierzchniowo-brzegowego woda jest uzdatniana w dwóch zakładach uzdatniania; ZUzW Zwięczyca I, w której produkowane jest 36 500 m3/d wody oraz ZUzW Zwięczyca II – dobowa produkcja to 47 500 m3/d. Łączna
zdolność produkcyjna zakładów wynosi 84 000 m3/d. Średniodobowe zapotrzebowanie wody do spożycia wynosi 45 000 m3
/d. Zatem nadmiarowa moc produkcyjna ZUzW Zwięczyca I i Zwięczyca II to prawie 100 % Qśrd [2]. Dodatkowe ujęcia wody podziemnej są przy ul. Mazowieckiej w Rzeszowie (wydajność 240 m3/d) i lokalne na Osiedlu Słocina (wydajność 465 m3
/d).
Celem pracy jest pokazanie metodyki bilansowania wody do spożycia w sytuacji kryzysowej na przykładzie miasta Rzeszowa.
2. Charakterystyka infrastruktury komunalnej
W tabeli 1 przedstawiono długości poszczególnych sieci w latach 1990 oraz 2010, w tabeli 2 zaś liczbę użytkowników odpowiednio w roku 1990 i 2010.
Tabela 1. Długość poszczególnych sieci w Rzeszowie
Sieć Długość w 1990 r. Długość w 2010 r.
Wodociągowa 581,5 km 864,1 km
Kanalizacyjna 345,0 km 466,1 km
Gazowa 682,7 km 882,4 km
Energetyczna 1479 km 2 067 km
Ciepłownicza 168 km 227,6
Tabela 2. Liczba użytkowników sieci w Rzeszowie Sieć Liczba użytkowników
na koniec 1990 r.
Liczba użytkowników na koniec 2010 r. Wodociągowa (152 914 mieszkańców) 15 569 odbiorców (170 400 mieszkańców) 19 821 odbiorców
Kanalizacyjna (146 135 mieszkańców) 15 269 odbiorców (164 250 mieszkańców) 19 061 odbiorców
Gazowa 42 574 odbiorców 60 828 odbiorców
Energetyczna 67 591 odbiorców 80 132 odbiorców
Ciepłownicza 875 odbiorców 920 odbiorców
3. Realizacja zarządzania kryzysowego w Rzeszowie
W przypadku wystąpienia sytuacji kryzysowej związanej z brakiem dostawy wody w Rzeszowie opracowany został przez MPWiK „Plan awaryjnego zaopatrzenia w wodę ludności miasta Rzeszowa”. Aktualny poziom kadrowo – zawodowego przygotowania i technicznego wyposażenia MPWiK pozwalają na samodzielne realizowanie działań zapobiegawczych i usuwanie wszelkich awarii zakłócających ciągłą dostawę wody dla miasta [3]. W zależności od potrzeb podejmowane są współdziałanie z odpowiednimi instytucjami administracyjnymi Rzeszowa: Wydziałem Zarządzania Kryzysowego i Ochrony Ludności UM Rzeszów,
Wydziałem Gospodarki Komunalnej i Inwestycji UM Rzeszów, Wydziałem Ochrony Środowiska i Rolnictwa UM Rzeszów, Miejskim Przedsiębiorstwem Gospodarki Komunalnej, Powiatową Stacją Sanitarno – Epidemiologiczną, Służbami porządkowymi miasta Rzeszowa – policją i strażą miejską. Obieg informacji – meldunki dotyczące rozwoju sytuacji, podejmowanych decyzji i ocena skuteczności stosowanych środków przekazywane są do Zespołu Reagowania Kryzysowego Miasta Rzeszowa i Centrum Zarządzania Kryzysowego Miasta Rzeszowa. Powiadomienie ludności o ograniczeniach w dostawach wody odbywa się za pośrednictwem lokalnych rozgłośni radiowych i telewizyjnych oraz prasy, obwieszczeń i radiowozów z nagłośnieniem. Harmonogram czynności podczas awaryjnego zaopatrzenia miasta Rzeszowa w wodę, zawarty w Planie, przedstawiono w tabeli 3.
Tabela 3. Harmonogram czynności podczas awaryjnego zaopatrzenia Rzeszowa w wodę
Lp. Nazwa czynności Siły i środki Czas
realizacji
1.
Powiadomienie o sytuacji kryzysowej Szefa OC Miasta, Wydziału Zarządzania Kryzysowego i Ochrony Ludności oraz Służbę Informacyjną Wojewody
Środki łączności Natychmiast + 1 godz.
2. Powiadomienie o awarii ludności miasta
Radio, TV,
radiowozy + 2 godz.
3. Dokonanie stosownych przełączeń sieci wodociągowej
Pogotowie wodno – kanalizacyjne, dodatkowe siły MPWiK + 6 godz. 4.
Ściągniecie z sąsiednich gmin, powiatów i miast cystern do przewozu wody pitnej
Środki łączności + 8 godz.
5.
Przygotowanie zakładowych ujęć wody do napełniania cystern samochodowych
Służby techniczne
zakładów + 10 godz.
6.
Koordynacja i nadzorowanie akcji awaryjnego zaopatrywania ludności w wody Zespół kierowania OC, MPWiK Do chwili zakończenia akcji 7.
Komunikat końcowy dla ludności o osunięciu awarii i przywróceniu stanu pierwotnego Radio, TV, prasa, radiowozy Po zakończeniu akcji
4. Bilans awaryjnego zaopatrzenia mieszkańców Rzeszowa w wodę
Mieszkańcy Rzeszowa są zaopatrywani w wodę z wodociągu miejskiego. Średniodobowe zapotrzebowanie wody dla miasta waha się w granicach 40 000 – 50 000 m3/d. Plan awaryjnego zaopatrzenia w wodę ludności miasta Rzeszowa bierze pod uwagę 180 000 mieszkańców. W Planie oparto się na wytycznych Zarządzenia Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z dnia 21.09.1995r., które podaje następujące normy:
przy awaryjnym zaopatrzeniu przyjęto ilość wody na jedną osobę w ciągu doby – 15 dm3/M*d;
przy minimalnej ilości wody przyjęto ilość wody na jedna osobę w ciągu doby – 7,5 dm3
/M*d.
Dodatkowo w pracy dokonano obliczeń bilansu awaryjnego zaopatrzenia w wodę [2]:
2,5 dm3/M*d – ilość wody związana z fizjologią człowieka,
30 dm3/M*d – wymagana ilość wody w sytuacji kryzysowej,
50 dm3/M*d – zalecana ilość wody w sytuacji kryzysowej.
Bilans wykonano dla poszczególnych osiedli Rzeszowa, biorąc pod uwagę liczbę mieszkańców każdego z nich, co pokazano w tabeli 4.
Tabela 4. Bilans awaryjnego dobowego zaopatrzenia w wodę dla Rzeszowa
Lp Osiedle Liczba zameldowanych na stałe i czasowo (na dzień 2.01.2012)
Konieczna ilość wody [m3
/d] przy jednostkowym zapotrzebowaniu 2,5 dm3/M*d 7,5 dm3/M*d 15 dm3/M*d 30 dm3/M*d 50 dm3/M*d 1 Śródmieście Północ 4727 11,8 35,5 70,9 141,8 236,4 2 Śródmieście Południe 3718 9,3 27,9 55,8 111,5 185,9 3 Pułaskiego 5260 13,2 39,5 78,9 157,8 263,0 4 Generała Roweckiego 8367 20,9 62,8 125,5 251,0 418,4 5 Piastów 4889 12,2 36,7 73,3 146,7 244,5 6 Dąbrowskiego 6917 17,3 51,9 103,8 207,5 345,9 7 Staroniwa 2737 6,8 20,5 41,1 82,1 136,9
Tabela 4. c.d. 8 Kmity 7581 19,0 56,9 113,7 227,4 379,1 9 Generała Andersa 12155 30,4 91,2 182,3 364,7 607,8 10 Staromieście 3412 8,5 25,6 51,2 102,4 170,6 11 1000 - lecia 9516 23,8 71,4 142,7 285,5 475,8 12 Pobitno 3987 10,0 29,9 59,8 119,6 199,4 13 Mieszka I 10508 26,3 78,8 157,6 315,2 525,4 14 Nowe miasto 15416 38,5 115,6 231,2 462,5 770,8 15 Wilkowyja 4743 11,9 35,6 71,1 142,3 237,2 16 Słocina 5444 13,6 40,8 81,7 163,3 272,2 17 Zalesie 7376 18,4 55,3 110,6 221,3 368,8 18 Przybyszówka 6856 17,1 51,4 102,8 205,7 342,8 19 Baranówka 10980 27,5 82,4 164,7 329,4 549,0 20 Króla Augusta 5597 14,0 42,0 84,0 167,9 279,9 21 Paderewskiego 4364 10,9 32,7 65,5 130,9 218,2 22 Drabinianka 9263 23,2 69,5 138,9 277,9 463,2 23 Krakowska Południe 8214 20,5 61,6 123,2 246,4 410,7 24 Kotuli 4902 12,3 36,8 73,5 147,1 245,1 25 Załęże 1986 5,0 14,9 29,8 59,6 99,3 26 Zwięczyca 3253 8,1 24,4 48,8 97,6 162,7 27 Biała 2283 5,7 17,1 34,2 68,5 114,2 28 Miłocin 733 1,8 5,5 11,0 22,0 36,7 29 Budziwój 4635 11,6 34,8 69,5 139,1 231,8 Razem: 179819 449,5 1348,6 2697,3 5394,6 8991,0
Założono, że mieszkańcom Rzeszowa w sytuacji kryzysowej będzie dostarczana woda do spożycia w butelkach 5 litrowych. W tabeli nr 5 przedstawiono liczbę butelek przypadającą na jednego mieszkańca w zależności od awaryjnego zaopatrzenia ludności w wodę.
Tabela 5. Liczba butelek 5 litrowych przypadająca na 1-go mieszkańca w sytuacji kryzysowej
Konieczna ilość wody [m3
/d] przy jednostkowym zapotrzebowaniu 2,5 dm3/M*d 7,5 dm3/M*d 15 dm3/M*d 30 dm3/M*d 50 dm3/M*d Liczba butelek 5 litrowych 0,5 1,5 3 6 10
5. Awaryjne zaopatrzenie mieszkańców Rzeszowa w wodę
Łącznie celem zapewnienia pełnego zaopatrzenia mieszkańców poszczególnych osiedli rzeszowskich w wodę przeznaczoną do spożycia należy, zgodnie z bilansem, dostarczyć:
Przy ilości wody związanej z fizjologią człowieka - 449,5 m3/d,
Przy minimalna ilości wody - 1348,6 m3/d,
Przy niezbędna ilości wody - 2697,3 m3/d,
Przy wymaganej ilości wody - 5394,6 m3/d,
Przy ilości wody 50 dm3
/M*d - 8991,0 m3/d.
Woda mieszkańcom będzie dostarczana z wykorzystaniem pojazdów przystosowanych do przewożenia wody przeznaczonej do spożycia lub za pośrednictwem 5 dm3
butelek. Wykorzystując beczkowozy i cysterny o średniej pojemności 8 000 dm3
oraz zakładając, że każdy z pojazdów wykona 8 kursów i w ciągu doby dostarczy średnio 64 m3 wody.
Wymaga to zapewnienia następującej liczby pojazdów lub butelek:
przy ilości wody związanej z fizjologią człowieka - 5 pojazdów, 89 900 butelek,
przy minimalna ilości wody - 14 pojazdów, 269 720 butelek,
przy niezbędna ilości wody - 27 pojazdów, 539 460 butelek,
przy wymaganej ilości wody - 54 pojazdy, 1 078 920 butelek,
przy ilości wody 50 dm3
/M*d -102 pojazdy, 1 798 200 butelek.
Zgodnie z założeniami Planu Awaryjnego Zaopatrzenia w Wodę Ludności Miasta Rzeszowa woda do celów sanitarnych dostarczana będzie mieszkańcom ze 187 studni publicznych (tabela 6) oraz około 1150 studni przydomowych (stan na 1.09.2011 r.) zlokalizowanych na rzeszowskich osiedlach. Zasadniczym źródłem poboru wody sanitarnej jest ujęcie WSK – PZL o wydajności 1200 m3
Tabela 6. Studnie publiczne na rzeszowskich osiedlach
Lp. Osiedle Liczba studni
Wydajność studni w [m3/d]
Wiercone Kopane Wiercone Kopane Suma
1 Śródmieście Północ 5 7 29,2 4 33,2 2 Śródmieście Południe 7 2 33,5 0,7 34,2 3 Pułaskiego 9 1 31,4 0,2 31,6 4 Generała Roweckiego 9 6 79,5 2,4 81,9 5 Piastów 4 2 29,8 0,8 30,6 6 Dąbrowskiego 8 8 45,2 6,6 51,8 7 Staroniwa 1 0 2 0 2 8 Kmity 10 3 69,9 2,5 72,4
9 Gen. Władysława Andersa 6 1 23,9 0,2 24,1
10 Staromieście 0 6 0 1,9 1,9 11 1000 - lecia 12 4 66 1 67 12 Pobitno 1 6 0,2 3,2 3,4 13 Mieszka I 12 2 46,9 0,4 47,3 14 Nowe miasto 10 1 56,4 0,6 57 15 Wilkowyja 0 0 0 0 0 16 Słocina 0 0 0 0 0 17 Zalesie 3 0 16,5 0 16,5 18 Przybyszówka 0 0 0 0 0 19 Baranówka 10 0 44,1 0 44,1
20 Króla Stanisława Augusta 6 1 24,5 0,6 25,1
21 Paderewskiego 6 4 33,2 1,2 34,4 22 Drabinianka 3 2 17,2 0,5 17,7 23 Krakowska Południe 6 0 14,7 0 14,7 24 Kotuli 2 0 2,7 0 2,7 25 Załęże 0 0 0 0 0 26 Zwięczyca 0 0 0 0 0 27 Biała 1 0 10,5 0 10,5 28 Miłocin 0 0 0 0 0 29 Budziwój 0 0 0 0 0 Σ 131 56 677,3 26,8 704,1
W sytuacji kryzysowej awaryjne zaopatrzenie Rzeszowa w wodę po uwzględnieniu wszystkich ujęć dodatkowych zlokalizowanych na terenie Rzeszowa prezentuje się następująco:
ujęcie WSK-PZL – 1200,0 m3 /d
ujęcie przy ul. Mazowieckiej – 240,0 m3/d
ujęcie na osiedlu Słocina – 465,0 m3/d
studnie publiczne – 704,1 m3/d Suma 2609,1 m3/d
W sytuacji kryzysowej dodatkowe ujęcia wody potrafią w pełni zaspokoić mieszkańcom Rzeszowa ilość wody związaną z fizjologią człowieka, a także z minimalną ilością wody. Niezbędna ilość wody zostanie wówczas zaspokojona w 97%, natomiast warunek wymaganej ilość wody jak i ilości wody równy 50 dm3/M·d nie zostanie spełniony, dlatego też wymaga to wspomaganie zewnętrznymi dostawami wody.
6. Podsumowanie
Jednym z nowych rozwiązań w Polsce dotyczących zaopatrzenia mieszkańców w wodę jest system „wodoerka”, którego używa m.in. MPWiK Jaworzno „Wodoerka” to urządzenie służące do paczkowania wody przeznaczonej do spożycia w higieniczne, sterylne worki foliowe o pojemności od 5 do 1000 dm3
, najczęściej są to pojemności od 5 do 10 dm3
, ze względu na łatwość transportu. Worek posiada uchwyt oraz kranik – spust wody. Ze względu na sterylność, brak dostępu powietrza do środka worka, a także system dezynfekcji, woda dłużej będzie przydatna do spożycia.
MPWiK ma możliwość dowozu wody cysternami z następujących rzeszowskich instytucji: MPGK Rzeszów: 3 polewaczki o pojemności 7 000 dm3 = 21 000 dm3, KM PSP: 5 cystern o pojemności 2 000 dm3 = 10 000 dm3 + 1 cysterna o pojemności 10000 dm3
= 41 000 dm3. Łącznie daje to możliwość dostarczenia 41 000 dm3 wody jednorazowo. Wykonanie przez w/w pojazdy założonych 8 kursów w ciągu doby pozwala na zabezpieczenie dowozu dodatkowo o ok. 328 m3/d wody.
7. Bibliografia
[1] Chowaniec J.: Freiwald P.: Patonki R.: Witek K.: Możliwości awaryjnego zaopatrzenia aglomeracji Rzeszowa w wody podziemne w warunkach wystąpienia zdarzeń ekstremalnych. Gaz, Woda i technika Sanitarna, nr 11. Wydawnictwo Sigma-NOT, Warszawa, 2006, s.11-13.
[2] Rak J., Studziński A.: Ocena ilości wody z awaryjnych ujęć dal miasta Rzeszowa. Materiały IX Konferencji Naukowo-Technicznej „Ochrona jakości i zasobów wód. Wydawnictwo PZiTS o/Kraków, Zakopane, 2000, s.183-190.
[3] Tchórzewska-Cieślak B.: Risk in water supply system crisis management. Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych, Journal of Konbin, Warszawa, 2008, s.175-190.
Prof. dr hab. Inż. Janusz Ryszard Rak w roku 1976 ukończył
studia na Wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Krakowskiej. Stopień doktora nauk technicznych uzyskał w 1986 r., stopień doktora habilitowanego w 1994 r., a w 2006 r. otrzymał tytuł naukowy profesora nauk technicznych. Pracuje na stanowisku profesora zwyczajnego w Politechnice Rzeszowskiej. Jest kierownikiem Katedry Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków. Specjalność – niezawodność i bezpieczeństwo systemów komunalnych oraz inżynieria uzdrowiskowa.
Mgr inż. Izabela Piegdoń w roku 2011 ukończyła studia na
Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Rzeszowskiej. Pracuje na stanowisku asystenta w Politechnice Rzeszowskiej w Katedrze Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków. Zainteresowania naukowe to niezawodność systemów zbiorowego zaopatrzenia w wodę, wykorzystywanie Geograficznych Systemów Informacji w zarządzaniu systemami dystrybucji wody.
Mgr inż. Karolina Homa w roku 2012 ukończyła studia na
Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Rzeszowskiej w Katedrze Zaopatrzenia w wodę i Odprowadzania Ścieków.
